Человек в космосе без скафандра: Что произойдёт с человеком в Космосе без скафандра

Вокруг музея

Космический корабль Gemini IV, которым управляют МакДивитт и Уайт, выставлен в центральном зале Boeing Milestones of Flight Hall 9 музея.0081 .

Большой JPEG (1704 x 1299 пикселей)
Подробнее об этом объекте

Космический корабль «Джемини IV», которым управляют МакДивитт и Уайт, выставлен в центральном зале «Вехи полетов Боинга» музея.

Сохранение и отображение объектов

Реставраторы музеев используют научные методы для сохранения объектов. Они используют специальные инструменты и микроскопы для изучения материалов, используемых для изготовления объекта, выясняют, как остановить любой износ и принимают меры для предотвращения дополнительных проблем.

В состав нашего музея входят три постоянных реставратора и ряд исследователей, научных сотрудников и стажеров, которые ежегодно работают с тысячами объектов, требующих осмотра и обработки.

Большой JPEG (683 x 1024 пикселей)

Реставраторы музеев используют специальные инструменты для изучения материалов, используемых для изготовления объекта, выясняют, как остановить любой износ и принимают меры для предотвращения дополнительных проблем.

Где скафандр Эда Уайта?

После десятилетий демонстрации внутри Близнецов IV в Музее Вехи полетов Боинга в зале костюм был снят в 2006 году. так же, как пластиковые шезлонги стареют на солнце. В настоящее время костюм находится на хранении при строгом контроле температуры, света и относительной влажности. Надежда состоит в том, чтобы сохранить его нынешнее состояние для будущих поколений, не допуская его дальнейшего ухудшения.

Большой JPEG (1600 x 2000 пикселей)
Подробнее об этом объекте

После десятилетий демонстрации внутри Близнецов IV в Музее Вехи полетов Боинга Зал , костюм был удален в 2006 году.

«Я не потерялся в космосе. Но я был абсолютно беспомощен.»

Астронавт Юджин Сернан на своем Gemini IX-A в открытом космосе

Сернан экипирован в рамках подготовки к испытаниям с модулем маневрирования астронавтов (AMU).

Большой JPEG (2527 x 2013 пикселей)

Джин Сернан совершил трудный двухчасовой выход в открытый космос во время миссии Gemini IX-A в 1966 году. Никто еще не осознавал необходимость опор для рук и ног для стабилизации астронавта, выходящего в открытый космос. Неспособность получить рычаги утомила его. Без напряжения гравитации его пульс стал почти смертельным — около 200 ударов в минуту.

Выход Сернана в открытый космос был сопряжен с проблемами, включая неадекватную систему охлаждения, использующую воздух, из-за которой его визор полностью запотевал. Пот скапливался в нижней половине его скафандра и составил 13 фунтов веса, потерянного за трехдневную миссию. В результате астронавты начали носить одежду с переплетенными трубками для циркуляции прохладной воды близко к коже.

Это событие также вынудило НАСА пересмотреть процедуры обучения и работы в открытом космосе, чтобы получить знания и опыт, необходимые для программы посадки на Луну Аполлона.

Гидрокостюм G4-C Юджина Сернана
Gemini IX-A

Развивающий покровный слой
Gemini

Модуль маневрирования астронавта
Gemini

7

С скафандра Джина Сернана, который носил Джин Сернан на Близнецах IX-A, после полета был снят внешний покровный слой, обнажая внутреннее ограничительное покрытие Link-Net, показанное здесь. Костюм допускал свободу передвижения, голосовую связь и передачу биомедицинских данных.

Передано из НАСА

Большой JPEG (3000 x 2124 пикселей)

Подробнее об этом объекте

Этот покровный слой, созданный для Джина Сернана, использовался для тренировок до Gemini IX-A. Нижняя половина была покрыта хромелем-R, тканой тканью из нержавеющей стали с высоким содержанием хрома, чтобы защитить его от выхлопных газов его маневрового блока астронавтов.

Передано из НАСА

Большой JPEG (2000 x 1407 пикселей)
Подробнее об этом объекте

Эта учебная версия маневрового модуля Gemini IX-A имеет тот же размер и вес, что и тот, который Джин Сернан намеревался носить в космосе, хотя он никогда не использовал его из-за истощения. Рюкзаки с реактивным двигателем не использовались во время выходов в открытый космос до полетов космического корабля «Шаттл» в 1984 году.

Подробнее об этом объекте

Сохранение и отображение объектов

Реставраторы музеев стараются продлить жизнь и целостность предметов, которые со временем стали хрупкими. Хрупкий внутренний слой резиновой камеры и тканый ограничительный слой Link-Net этого костюма означают, что его нужно демонстрировать с натягиванием как можно меньшего веса. Поскольку сапоги пришиты к штанинам костюма, наклонный дисплей снимает это дополнительное давление.

Большой JPEG (1024 x 709 пикселей)

Почему этот скафандр наклонен?

Реставраторы музеев пытаются продлить жизнь и целостность предметов, которые со временем стали хрупкими. Хрупкий внутренний слой резиновой камеры и тканый ограничительный слой Link-Net этого костюма означают, что его нужно демонстрировать с натягиванием как можно меньшего веса. Поскольку сапоги пришиты к штанинам костюма, наклонный дисплей снимает это дополнительное давление.

Этот скафандр G4-C был изготовлен и носил астронавт Майкл Коллинз, пилот миссии Gemini 10 в июле 1966 года. , шлем, ботинки, перчатки и шейное уплотнение.

Большой JPEG (1153 x 540 пикселей)
Подробнее об этом объекте

Леонову, Уайту и Сернану требовался специально сконструированный защитный и вспомогательный персональный космический корабль — скафандр. Человеческое тело не предназначено для пребывания в космосе, где нет кислорода для дыхания, давления воздуха и экстремальных температур.

Разработчики первых скафандров опирались на опыт работы с высотной комбинезоном для пилотов, которые также нуждались в защите от суровых условий на больших высотах.

Скафандр — это не только сложная технологическая разработка, но и символ космической эры.

Майкл Коллинз использовал эту карту во время своего выхода в открытый космос на Gemini X.

Большой JPEG (1024 x 768 пикселей)
Подробнее об объекте

Помимо скафандров жизнеобеспечения, астронавтам необходимы специальные инструменты для работы вне космического корабля. Время в космосе ограничено, поэтому контрольные списки удерживают их на задании, а для отслеживания времени они носят хронографы. Они используют камеры, чтобы документировать почти каждый шаг выхода в открытый космос, и наушники, чтобы поддерживать постоянный контакт со своим космическим кораблем и Центром управления полетами. И, как НАСА узнало во время проекта «Джемини», привязи, поручни и опоры для ног имеют решающее значение для облегчения физических нагрузок.

Правильные инструменты, а также тщательная координация и контроль со стороны тех, кто находится на земле и внутри космического корабля, делают опасную работу астронавтов за пределами космического корабля возможной и практичной.

Управление временем во время работы в открытом космосе требует надежных часов. Omega производила хронографы для НАСА со времен Project Gemini и до сих пор является единственной компанией, сертифицированной для работы в открытом космосе. Представленные здесь хронографы показывают различные модели, использовавшиеся на протяжении всей истории работы в открытом космосе, включая изображение всех частей, составляющих единое целое.

Механический хронограф Gemini V Гордона Купера

Взрывное представление о механическом хронографе

Взрывного вида механического хронографа

Harrison Schmitt’s Apollo 17 Mechanical Chronograph

Ранний Shell Shelte Mechanical Chronograph, Radial Cially

Ранний Shell Shelte Mechanical Chronograph, Radial Cially

Ранний Shell Shelt Аналоговый хронограф, полет

X-33 Space Shuttle/ISS Цифровой/аналоговый хронограф, версия 2

Этот хронограф носил астронавт Гордон Купер, командир миссии Gemini V в августе 1965 года.

Большой JPEG (683 x 1024 пикселей)
Подробнее об этом объекте

Механический хронограф «Gemini/Apollo», покомпонентный вид и полный калибр. 321 Хронограф

Большой JPEG (925 x 1584 пикселей)

Механический хронограф «Gemini/Apollo», покомпонентный вид и полный калибр. 321 Хронограф

Большой JPEG (1045 x 1584 пикселей)

Механический хронограф Apollo 17 Харрисона Шмитта производства OMEGA.

Большой JPEG (731 x 1024 пикселей)

Цифровой/аналоговый хронограф X-33 Space Shuttle, летал. Предоставлено взаймы музеем Омега в Бьенне, Швейцария.

Большой JPEG (2515 x 1006 пикселей)

Этот профессиональный хронограф Speedmaster X-33 изготовлен из титана. Предоставлено взаймы музеем Омега в Бьенне, Швейцария.

Большой JPEG (2624 x 1744 пикселей)

Этот хронограф Speedmaster из нержавеющей стали использовался на модели Shuttle. Предоставлено музею в музее Омега в Бьенне, Швейцария.

Большой JPEG (1334 x 852 пикселей)

Сохранение и отображение объектов

Часовщик Omega Дэвид Джулми осматривает хронограф Apollo 11 Нила Армстронга.

Большой JPEG (1200 x 1600 пикселей)

Участвуют ли производители в охране природы?

Иногда лучшими экспертами, помогающими определить, как сохранить артефакт, являются те же люди, которые его построили. Сотрудники отдела реставрации и консервации регулярно консультируются с людьми, изготовившими наши артефакты, чтобы узнать о материалах объекта, технологии, использованной для создания объекта, и истории специальных производственных технологий, использовавшихся во время создания объекта.

Во время миссий «Меркурий» астронавты покупали и летали на своих личных хронографах. Уолли Ширра и Гордон Купер в последних двух миссиях Меркурия использовали свои личные Omega Speedmasters. Дик Слейтон, в то время директор по работе с летными экипажами, запросил сертифицированный наручный хронограф, который будет использоваться для «… выполнения критичных по времени операций, экспериментальных испытаний и в качестве резервной копии для устройств хронометража космического корабля».

Требования программы

того времени требовали создания наручного хронографа с ручным заводом, водонепроницаемого, ударопрочного, антимагнитного и способного выдерживать температуру от 0 до 200 градусов по Фаренгейту и ускорение до 12 g. По завершении квалификационных испытаний только хронограф Omega Speedmaster соответствовал всем требованиям. Хронографы Omega использовались во время всех выходов в открытый космос Gemini и Apollo. Отношения между НАСА и Omega, которые начались во время проекта Gemini, продолжают существовать и сегодня, и их часы по-прежнему используются для всех работ США в открытом космосе.

Во время миссий «Меркурий» астронавты покупали и летали на своих личных хронографах. Уолли Ширра и Гордон Купер в последних двух миссиях Меркурия использовали свои личные Omega Speedmasters. Дик Слейтон, в то время директор по работе с летными экипажами, запросил сертифицированный наручный хронограф, который будет использоваться для «… выполнения критичных по времени операций, экспериментальных испытаний и в качестве резервной копии для устройств хронометража космического корабля».

Программные требования того времени требовали создания наручного хронографа с ручным заводом, водонепроницаемого, противоударного, антимагнитного и способного выдерживать температуру от 0 до 200 градусов по Фаренгейту и ускорение 12 g. По завершении квалификационных испытаний только хронограф Omega Speedmaster соответствовал всем требованиям. Хронографы Omega использовались во время всех выходов в открытый космос Gemini и Apollo. Отношения между НАСА и Omega, которые начались во время проекта Gemini, продолжают существовать и сегодня, и их часы по-прежнему используются для всех работ США в открытом космосе.

Этот скафандр австралийской разработки может помочь НАСА доставить людей на Марс.

В буквальном смысле так и есть.

Вы почти невесомы, путешествуете по космосу, воплощая в жизнь свои мечты о Гомере-Симпсоне-с-пакетом-картофельных чипсов.

Точное изображение пребывания в космосе. (Симпсоны)

Но оказывается, что невесомость — или, точнее, микрогравитация — делает с человеческими телами действительно странные и часто довольно неприятные вещи.

Ваше кровяное давление меняется, ваш позвоночник вытягивается, ваше равновесие может быть нарушено и некоторые исследования показывают, что это может даже повлиять на вашу способность распознавать эмоции других.

Возвращение после нескольких месяцев без гравитации — это шок для системы.

Астронавты, возвращающиеся на Землю после пребывания на Международной космической станции, поднимаются из своих капсул, потому что они не могут выбраться самостоятельно.

И это может сильно усложнить задачу приземления на другую планету без помощи рук.

Каково это на самом деле — летать в космосе и возвращаться домой

Очень немногие австралийцы могут рассказать о жизни в космосе из первых рук, но один из них — астронавт НАСА в отставке Энди Томас.

Доктор Томас побывал в космосе четыре раза, проведя на орбите более 177 дней.

Только в одной из этих миссий он провел 130 дней за пределами российской космической станции «Мир».

Энди Томас говорит, что возвращение на Землю после нескольких месяцев пребывания в космосе было физическим испытанием. (Wikimedia Commons)

Доктор Томас сказал, что он довольно легко приспособился к микрогравитации, хотя это не для всех.

«Разные люди приспосабливаются по-разному, это очень индивидуальная реакция», — сказал он.

«Когда вы впервые попадаете в невесомость, у некоторых людей сильно беспокоит (внутреннее ухо), они чувствуют тошноту, что-то вроде морской болезни, у них плохое чувство высоты и низа.  

» Потому что нет верха и низа».

Но после нескольких месяцев плавания в условиях микрогравитации он сказал, что возвращение на Землю было гораздо более сложной задачей.

«Некоторые люди встают с места после приземления в космическом корабле и ведут себя так, как будто их никогда и не было», — сказал он.

«Другие люди чувствуют сильное недомогание, невероятную тяжесть в руках и ногах… у них нарушена система равновесия, они не могут идти по прямой, если повернуть голову, то кабина как бы крутится» около

«Я сам склонен подпадать под эту последнюю категорию»

Именно такая реакция на гравитацию не дает ученым НАСА спать по ночам

Исследование костей астронавтов

Исследование потери костной массы у 17 астронавтов, совершивших полет на борту Международной космической станции, дает более полное представление о влиянии космических путешествий на организм человека и мерах, которые могут его смягчить.

Подробнее

Потому что, хотя условия для посадки астронавтов на Землю можно регулировать, для тех, кто приземляется на Луну или другую планету, такой поддержки нет.

И приземление космического корабля, в то же время столкнувшись с гораздо большим, чем просто гравитация впервые за несколько месяцев, может быть довольно сложной задачей.

Если он благополучно и надежно приземлится, у астронавтов может быть несколько дней или недель, чтобы акклиматизироваться, прежде чем выйти на орбиту. Но больший риск представляет собой чрезвычайная ситуация, которая может потребовать немедленного выхода.

Доктор Томас сказал, что это проблема, которую нужно обдумать.

«Возможно, им придется очень осторожно приземляться на космическом корабле, если они, например, приземляются на Луну или на Марс», — сказал он.

«Вы хотите, чтобы они имели хорошее чувство равновесия и сохраняли свои навыки полета, если они это делают. 

«Поэтому важно, чтобы мы поняли проблемы невесомости и придумали стратегию, чтобы смягчить их. »

Подшутить над телом

Научно-фантастическое решение проблемы отсутствия гравитации в длительных космических путешествиях обычно представляет собой массивную центрифугу, создающую искусственную гравитацию при вращении, как в «Интерстеллар» Кристофера Нолана.

Это умное и элегантное решение, но оно также, вероятно, стоит несколько триллионов долларов и много-много десятилетий от того, чтобы стать реальностью.

А до тех пор ведется работа над следующей лучшей вещью — держать астронавтов в невесомости, но поддерживать их тело (и разум) как можно более здоровыми.

Группа австралийских ученых работает над созданием скафандра, который может помочь.

Полнотелый компрессионный скафандр эффективно «обманывает» тело, заставляя его ощущать воздействие гравитации. (Новости ABC: Ян Катмор)

По сути, это компрессионный костюм для всего тела, который можно носить в течение нескольких месяцев в космосе, оказывая давление прямо на тело.

Доктор Джеймс Уолди из Human Aerospace, разработавший скафандр, сказал, что он, по сути, играет с телом и разумом.

«Он воспроизводит обычную гравитационную нагрузку, которую мы испытываем, когда стоим здесь, на Земле», — сказал он.

«Таким образом, он обманывает тело астронавта, заставляя его думать, что он на самом деле стоит на Земле, а не парит в условиях микрогравитации.»

Костюм похож на обычную компрессионную одежду, которую вы можете носить во время тренировки, но он намного сложнее.

Австралийский скафандр намного совершеннее обычной компрессионной одежды. (Новости ABC: Ян Катмор)

Гордон Уоддингтон из Prism Neuro, которая помогает измерять возможности костюма, сказал, что он разработан так, чтобы быть более ограничивающим в нужных местах — чтобы оказывать нужное количество давления на тело. .

«Конечно, основная структура очень похожа на [обычное] компрессионное белье», — сказал он.

«Но вдобавок ко всему, эта одежда обладает определенными свойствами сопротивления и движения, существенно отличающимися от «кожи», которую вы использовали бы для занятий спортом здесь, на Земле.  

«Таким образом, он предоставляет немного больше информации и моделирует сопротивление, которое мы имеем здесь, на Земле, но в этой микрогравитации.»

Правильное облегание

Ранние версии скафандра уже провели некоторое время в космосе — их отправили на Международную космическую станцию ​​в 2015 году, а затем снова в 2017 году.

И НАСА, и Европейское космическое агентство приняло участие в проекте в надежде, что он сможет улучшить жизнь их астронавтов в течение длительного периода времени.

Некоторые астронавты могут стать выше в космосе, поскольку их позвоночник вытягивается без давления гравитации вниз.

Доктор Уолди сказал, что костюм, по-видимому, предотвратил это.

«В космосе космонавты могут вырасти до семи сантиметров», — сказал он.

«Что нам удалось сделать, так это показать, что мы можем вернуть их высоту обратно к их нормальному земному росту.»

Доктор Джеймс Уолди участвовал в разработке скафандра, который может ослабить воздействие микрогравитации на астронавтов. (Прислано: Джеймс Уолди)

Д-р Элизабет МакГрат из Prism Neuro сказала, что изменения, с которыми сталкиваются астронавты во время длительного пребывания в условиях микрогравитации, не ограничиваются мышцами и костями.

Она сказала, что мозг также начинает адаптироваться к новой среде и переназначает самые основные функции.

«Пути, которые обычно контролируют вашу походку, меняются», — сказала она.

«Поэтому, когда вы вернетесь в гравитационную среду Земли, у вас не будет прежнего контроля над движениями, ваш мозг должен заново адаптироваться.»

Она сказала, что идея компрессионного костюма также имеет некоторое сходство с теми, которые используют спортсмены, восстанавливающиеся после травм.

«Мы видели в спортивной сфере, что носимые устройства могут помочь после травмы восстановить контроль над движением», — сказала она.

Луна и Марс могут оказаться более дружелюбными, чем мы ожидаем

Люди развивались миллионы лет, и гравитация была абсолютно постоянной величиной в течение этого процесса.

Удивительно, как хорошо люди обходятся без него.

Астронавт Энди Томас предполагает, что замечательная приспособляемость может сослужить людям хорошую службу, отправляясь в долгосрочное пребывание на Луне или даже на Марсе.

Он сказал, что одним из полезных факторов является значительно более низкая гравитация как на Луне, так и на Марсе, что означает, что приспособиться к невесомости может быть не так сложно.

«Мы не до конца понимаем, какие будут проблемы, — сказал он.

«Они не возвращаются к полной гравитации Земли. Они несут, в случае с Луной, одну шестую земного притяжения, что довольно мало, а на Марсе — одну треть земного притяжения, что тоже довольно мало.

«Мы не понимаем должным образом, будет ли это так же провокационно, как и возвращение к [земной гравитации], или это будет едва заметно.»

Но мистер Томас подозревает, что приземление в условиях меньшей гравитации нанесет гораздо меньший вред организму и сделает первые шаги на такой планете, как Марс, гораздо более управляемыми.

«Мое собственное убеждение, и оно не подкреплено никакими неопровержимыми фактами — это скорее предположение, чем убеждение — состоит в том, что не будет такой серьезной проблемы, как мы думаем», — сказал он.

Он сказал, что проблема астронавтов с перегрузкой, связанной с посадкой космического корабля на чужую планету, может быть гораздо более сложной.

Поможет ли компрессионный костюм?

Те, кто работает над компрессионным костюмом, осознают масштаб проблемы, которую они пытаются решить.

Доктор МакГрат сказал, что НАСА определило его как «критически важное для будущих миссий».

«НАСА признало, что миссии потерпят неудачу, если не решить эту проблему, если мы не разработаем меры, которые предотвратят и улучшат потери управления движением для астронавтов», — сказала она.

Костюмы изготавливаются по индивидуальному заказу, обеспечивая необходимое количество нагрузки во всех нужных местах.

Но Энди Томас не уверен, что это единственное решение.

Он уже носил подобный костюм в космосе раньше — и его еще предстоит убедить.

«Мой собственный опыт работы с ними — и я их использовал — не очень хорош, я не считаю их очень эффективными», — сказал он.

«Если вам придется носить компрессионный костюм на протяжении всего полета, который, например, на Марс может длиться от шести до восьми месяцев, вам будет очень неудобно, и вы не собираетесь хотеть носить его. 

«Я думаю, что, вероятно, лучшим подходом может быть лекарственная терапия, и я думаю, что это может быть полезным направлением исследований.»

Джеймс Уолди сказал, что технология значительно эволюционировала, извлекая уроки из этих более ранних миссий.

«Поскольку наш костюм воспроизводит нормальную нагрузку гораздо точнее, чем старые русские костюмы, он более удобен и эффективен. К тому же, вы будете носить его раз в неделю», — сказал он.

Какими бы ни были решения этих проблем, Энди Томас хочет сначала увидеть людей на Луне, а затем и дальше.